Фрукто хранилище с децентрализованным охлаждением

Содержание

 

1	Введение
2	Технология термообработки и хранения продуктов
3	Расчет площадей. Планировка холодильник (экспедиции)
4	Расчет теплоизоляции
5	Расчет теплопритоков
6	Определение рабочей нагрузки на холодильное  оборудование
7	Выбор расчетного рабочего режима
8	Построение цикла и определение  параметров холодильного агента
9	Расчет и подбор основного холодильного оборудования
	9.1     Расчет и подбор  компрессорных агрегатов
	9.2     Расчет и подбор  теплообменных аппаратов
10	Расчет и подбор вспомогательного оборудования и трубопроводов
11	Автоматизация холодильной установки
12	Охрана труда и окружающей среды
13	Литература

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Введение

 

Переход России к рыночным отношениям в значительной мере изменил условия работы предприятий, предусмотренные технико–экономическим обоснованием (ТЭО) строительства холодильников, в том числе распределительных которые были спроектированы и построены в период планов – распределительной экономики для единовременного длительного хранения скоропортящихся продуктов в большом количестве, в настоящее время общая вместительность холодильников Росмясомолторга превышает 1,3 млн. т.

ТЭО учитывало  сезонность производства продуктов  животноводства, ограниченность их ресурсов в стране, территориальную удаленность центров убоя скота, а также контроль государства за плановыми поставками и централизованными фондовым снабжением населения.

Однако на сегодня  степень загрузки хладокомбинатов  по России составляет всего 20-35 % от их вместимости. Низкий уровень использования холодильных емкостей привел к увеличению издержек производства, снижению прибыли и рентабельности холодильников и соответственно к повышению стоимости услуг , оказываемых  холодильниками при возрастающей стоимости энергетических и сырьевых ресурсов. Этот фактор все в большей степени влияет на эффективность работы холодильного оборудования и процессов холодильной обработки пищевых продуктов.

Повышение рентабельности предприятий в современных условиях невозможно без проведения реконструкции хладокомбинатов. В связи с этим в настоящее время проводятся исследования по совершенствованию реструктуризации холодильных предприятий, процессов холодильной обработки и переработки сырья биологического происхождения, тепло-массообмена в аппаратах холодильных машин.

 

 

2. Технология  термообработки, хранения, производства  продуктов

Изменения, происходящие в холодильнике во фруктах, в значительной степени  зависят от окислительно-восстановительных  реакций, в первую очередь от дыхания. Фруктам как живым организмам присущ обмен веществ с окружающей средой. При дыхании происходит поглощение кислорода, и выделение углекислого газа изменяют состав окружающей среды. Для нормального дыхания фруктов достаточно содержание в окружающей среде кислорода около 4-5%

В камерах холодильников фрукты охлаждают холодным воздухом, который  вентиляторами перемещается по замкнутому пространству между камерой и  воздухоохладительным агрегатом, при  этом фрукты загружаются в камеры не более чем на 10-20% их емкости, поддерживают  в последних температуру 0-1 ⁰С и относительную влажность воздуха 30%. Общая продолжительность охлаждения от температуры от +20 до +5 ⁰С составляет 18-24 часа.

Оптимальную температуру хранения определяют два фактора: чувствительность к низким температурам, т.е. восприимчивость плодов к заболеваниям от холода при температурах, значительно выше точки замораживания, и температура замерзания влаги в продукте, величина, которая зависит от химического состава фруктов, она колеблется от –1 ⁰С до-4  ⁰С.

Для большинства видов фруктов оптимальной считают температур хранения, близкую к температуре замерзания, поскольку при этих условиях интенсивность дыхания и расход органических веществ минимальны.

Оптимальная влажность для яблок, груш, винограда поддерживаются в пределах 85-90%. В последний период хранения увеличивают влажность воздуха 2-3% вше нормы, чтобы избежать быстрого увядания перезревших плодов.

Чтобы избежать конденсации на фруктах и резких колебаний температур воздуха, свежий подводят в камеры после обработки до температуры воздуха в камере. Обмен воздуха при вентилировании принимается равным 3-4 объемом незагруженной камеры в сутки. При таком числе обмена воздуха обеспечивается нормальный состав воздуха в камере и не требуется дополнительных расходов холода на его охлаждение.  

 

   3. Расчет площадей. Планировка холодильника (экспедиции)

Грузовой объем камер хранения определяется по формуле (2.1.)  [1]

Vгр=Е/q_Ư (м³)

где: Е- условная емкость  холодильника (т)

       q_Ư -норма нагрузки (т/м³), определяется по таблице №                             [1]

                                            

                                               [1]

Определение грузовой площади  камер хранения по формуле (2.2.) [1]

uде: h_гр- грузовая высота 5 м

Определение строительной площади  камер хранения по формуле (2.3.)  [1]

где: β_F – коэффициент использования строительной площади камер

Определение числа строительных прямоугольников по формуле (2.4.)  [1]

где: f – строительная площадь одного прямоугольника

     

Действительное число  прямоугольников  n_д=6

Принято 2 камеры  размерами 12´12´6 м

Действительная емкость  холодильника определяется по формуле (2.5.)  [1]

где: n_д – принятое число строительных прямоугольников

Действительная емкость 1-й камеры: Ед/n=421/2=210 (т)  

  Рисунок 3.1 Планировка холодильника

                             

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Расчет теплоизоляции

Для расчета толщины  теплоизоляции  конструкций зданий холодильников  по температуре воздуха в камере t=0 ⁰С и районам строительства по таблицам: №     № 2.9, 210 принимаются коэффициенты теплопроводности, теплопередачи и теплоотдачи.

 Таблица 4.1 Значения коэффициентов

Ограждение	Изоляция	Вт/(мК)	Ко Вт/(м2К)	Вт/(м2К)	Вт/(м2К)
Наружная        стена	ПС-БС	0,047	0,3	9	23,3
Внутренняя стена	ПС-БС	0,047	0,44	9	8
Покрытие	Керамзитовый гравий	0,2	0,29	9	23,3
Пол	Керамзитовый гравий	0,2	0,41	9	-

Определение толщины теплоизоляции по формуле 2.11. [1]:

          (м)

          где:      - коэффициент теплопроводности изоляционного и строительных материалов, составляющих конструкцию ограждения, принимаемые по таблице, Вт/(мК)

             К0 -   коэффициент теплопроводности ограждения, принимаемый в зависимости от характера ограждения  и температур по обе стороны от него в соответствии с указаниями, Вт/(м²К).

         -    коэффициент теплоотдачи с внутренней или более холодной стороны ограждения, Вт/(м²К)

         -   коэффициент теплоотдачи с наружной или более теплой стороны ограждения, Вт/(м²К).

                 -  толщина отдельных слоев конструкции ограждения, м

Определение толщины теплоизоляции для наружной стены:

          

   Определение толщины  теплоизоляции для внутренней  стены:

          

Определение толщины  теплоизоляции для покрытия:

 

Определение толщины  теплоизоляции  для пола:

Расчет  действительного  коэффициента теплопередачи ограждений холодильных камер

          Действительный коэффициент теплопередачи  определяется по формуле 2.12. [1]:

                                    Вт/м²К

          где:     -  коэффициент теплопроводности изоляционного и строительных материалов, составляющих конструкцию ограждения, принимаемых по таблице, Вт/(м²К);

                     -   коэффициент теплопроводности ограждения, принимаемый в зависимости от характера ограждения и температур по обе стороны от него в соответствии с указаниями, Вт/(м²К).

                       -    коэффициент теплоотдачи с внутренней или более холодной стороны ограждения, Вт/(м²К).

                 -    коэффициент её теплоотдачи с наружной или более теплой стороны  ограждения, Вт/(м²К).

                  -    толщина отдельных слоев конструкции ограждения, м

   Определение действительного коэффициента теплопередачи для наружной стены:       

Определение действительного  коэффициента теплопередачи для  внутренней стены:

5. Расчет теплопритоков

Сохранение высоких качеств  продуктов питания может быть обеспечено только при стабильном оптимальном  температурном режиме, который поддерживается в камерах холодильника. Для создания наиболее благоприятных режимов обработки и хранения продуктов необходимо правильно выбрать оборудование камер, компрессорного цеха, как основное, так и вспомогательное.

Холодильное оборудование подбирают  на основании теплового расчета, учитывающего все виды теплопритоков, которые могут повлиять на изменение температурного режима в камерах.

Поскольку оборудование подбирают  для каждой камеры в отдельности, то и тепловой расчет выполняют для  каждого охлаждаемого помещения. Целесообразно  все расчеты сводить в таблицы  произвольной формы, которые должны включать все необходимые величины.

Учитывают следующие теплопритоки:

через ограждающие конструкции  помещения  ;

от продуктов при их холодильной  обработке  ;

от наружного воздуха при  вентиляции помещений ;

от различных источников при  эксплуатации ;

от продуктов при  «дыхании», имеющие место только на специализированных фруктовых холодильниках  или в камерах хранения фруктов  на распределительных холодильниках, .   

Расчет теплопритоков  через ограждения

Определение теплопритоков  через ограждения по формуле 2.11. [1]

,         (Вт) 

где - теплопритоки через стены, пол и покрытие, Вт;

       - теплоприток от солнечной радиации, Вт;

Теплопритоки через стены, пол  и покрытие находятся по формуле 3.2. [1]

,

где - действительный коэффициент теплопередачи ограждения,

       определенный при расчете толщины изоляционного слоя ;

       - площадь поверхности ограждения, ;

       - температура воздуха снаружи ограждения, ⁰С;

       - температура воздуха внутри охлаждаемого помещения, ⁰С.

Теплоприток от солнечной радиации определяется по формуле 3.5. [1]

,

где - избыточная разность температур, характеризующая действие

       солнечной радиации в летнее время, ⁰С.

                                             

Рисунок 5.1 Камера № 1

  Таблица 5.1 Теплопритоки через ограждения в камеру №1

Ограждение	Кg	F,м2	∆t	∆tc	Q1т	Q1c
АБ	0,4	72	33	-	950,4	-
БВ	0,4	72	25	-	720	-
ВГ	0,56	72	0	-	0	-
ГА	0,35	72	15	-	378	-
Покр	0,56	144	33	17,7	2661ю	1427
Пол	0,41	144	23	-	1357	-
Всего					7493